(57)【要約】    【課題】  確実に導通接続するために必要なバンプのパラメータを、構成を簡単にして高速で且つ高精度に計測することができるようにしたバンプ形状計測技術を提供することにある。    【解決手段】  本発明は、ステージにより走行される基板上に配置されたバンプに対して照明光を前記基板の面に対して低い傾斜角度を有する照明光軸を用いて照明する照明光学系と、該照明されたバンプからの反射光を前記基板の面に対して前記照明光の低い傾斜角度よりも高い傾斜角度を有する検出光軸を用いて集光してバンプの画像信号を検出する検出光学系と、該検出され、Ａ／Ｄ変換されたバンプのデジタル画像信号を基に得られるバンプの少なくとも先端部及び基部の画像信号に基いてバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭を算出し、該算出されたバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭に基いてバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を算出する画像処理部と、該算出されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報を表示装置に表示させる主制御部とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図２
2005121508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測対象物である複数のバンプを配置した基板を載置して走行させるステージと、
該ステージにより走行される前記基板上に配置されたバンプに対して照明光を前記基板の面に対して低い傾斜角度を有する照明光軸を用いて照明する照明光学系と、
該照明光学系で照明されたバンプからの反射光を前記基板の面に対して前記照明光の低い傾斜角度よりも高い傾斜角度を有する検出光軸を用いて集光してバンプの画像信号を検出する検出光学系と、
該検出光学系で検出されたバンプの画像信号をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換されたバンプのデジタル画像信号を基に得られるバンプの少なくとも先端部及び基部の画像信号に基いてバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭を算出し、該算出されたバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭に基いてバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を算出する画像処理部と、
該画像処理部で算出されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報を表示装置に表示させる主制御部とを備えたことを特徴とするバンプ形状計測装置。
【請求項２】
前記画像処理部において、前記算出するバンプの幾何学的特徴量として、更にバンプの基部の径を含むことを特徴とする請求項１記載のバンプ形状計測装置。
【請求項３】
前記画像処理部において、更に算出されたバンプの幾何学的特徴量に基いてバンプの良否を判定し、該判定結果を前記主制御部に提供することを特徴とする請求項１又は２記載のバンプ形状計測装置。
【請求項４】
被計測対象物である複数のバンプを配置した基板を載置して走行させるステージと、
該ステージにより走行される前記基板上に配置されたバンプに対して照明光を前記基板の面に対して低い傾斜角度を有する照明光軸を用いて照明する照明光学系と、
該照明光学系で照明されたバンプからの反射光を前記基板の面に対して前記照明光の低い傾斜角度よりも高い傾斜角度を有する検出光軸を用いて集光してバンプの画像信号を検出する検出光学系と、
該検出光学系で検出されたバンプの画像信号をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換されたバンプのデジタル画像信号を基に得られるバンプの少なくとも先端部及び基部の画像信号に基いてバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭を算出し、該算出されたバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭に基いてバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を算出し、該算出されたバンプの幾何学的特徴量に基いてバンプの良否を判定する画像処理部と、
該画像処理部で判定されたバンプの良否の情報を出力する主制御部とを備えたことを特徴とするバンプ形状計測装置。
【請求項５】
前記画像処理部において、前記算出するバンプの幾何学的特徴量として、更にバンプの基部の径を含むことを特徴とする請求項４記載のバンプ形状計測装置。
【請求項６】
前記主制御部は、前記画像処理部で算出されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報を表示装置に表示させるように構成することを特徴とする請求項４又は５記載のバンプ形状計測装置。
【請求項７】
前記主制御部において、前記表示装置に表示させるバンプの幾何学的特徴量に関する情報として、前記基板上におけるバンプの幾何学的特徴量の分布または幾何学的特徴量に対するバンプの発生頻度またはバンプの幾何学的特徴量についての経時変化であることを特徴とする請求項１、２、３又は６記載のバンプ形状計測装置。
【請求項８】
更に、前記画像処理部から得られる少なくとも不良として判定されたバンプについてのＡ／Ｄ変換された画像信号を保存する画像データ保存部を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載のバンプ形状計測装置。
【請求項９】
前記照明光学系において、前記照明光が白色光又は５７０ｎｍ以下の波長を有する光であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のバンプ形状計測装置。
【請求項１０】
前記検出光学系は、各バンプの反射光を集光する集光レンズと、該集光レンズで集光された各バンプの反射光を受光して画像信号に変換するリニアイメージセンサとを有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のバンプ形状計測装置。
【請求項１１】
前記照明光学系において、前記各バンプに対して前記照明光を複数方向から照明するように構成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のバンプ形状計測装置。
【請求項１２】
前記照明光学系において、前記照明光として拡散照明光を照明するように構成することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のバンプ形状計測装置。
【請求項１３】
前記リニアイメージセンサとして、各バンプの先端部に焦点を合せて受光する第１のリニアイメージセンサと、各バンプの基部に焦点を合せて受光する第２のリニアイメージセンサとで構成することを特徴とする請求項１０記載のバンプ形状計測装置。
【請求項１４】
前記照明光学系は、各バンプに対して前記リニアイメージセンサの受光領域に対応させて細帯状に照明するように構成したことを特徴とする請求項１０記載のバンプ形状計測装置。
【請求項１５】
ステージ上に載置されて走行される被計測対象物である基板上に配置されたバンプに対して照明光学系により照明光を前記基板の面に対して低い傾斜角度を有する照明光軸を用いて照明する照明ステップと、
該照明ステップで照明されたバンプからの反射光を検出光学系により前記基板の面に対して前記照明光の低い傾斜角度よりも高い傾斜角度を有する検出光軸を用いて集光してバンプの画像信号を検出する検出ステップと、
該検出ステップで検出されたバンプの画像信号をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換されたバンプのデジタル画像信号を基に得られるバンプの少なくとも先端部及び基部の画像信号に基いてバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭を算出し、該算出されたバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭に基いてバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を算出する画像処理ステップと、
該画像処理ステップで算出されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報を表示装置に表示させる表示ステップとを有することを特徴とするバンプ形状計測方法。
【請求項１６】
ステージにより走行される被計測対象物である基板上に配置されたバンプに対して照明光学系により照明光を前記基板の面に対して低い傾斜角度を有する照明光軸を用いて照明する照明ステップと、
該照明ステップで照明されたバンプからの反射光を検出光学系により前記基板の面に対して前記照明光の低い傾斜角度よりも高い傾斜角度を有する検出光軸を用いて集光してバンプの画像信号を検出する検出ステップと、
該検出ステップで検出されたバンプの画像信号をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換されたバンプのデジタル画像信号を基に得られるバンプの少なくとも先端部及び基部の画像信号に基いてバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭を算出し、該算出されたバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭に基いてバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を算出し、該算出されたバンプの幾何学的特徴量に基いてバンプの良否を判定する画像処理ステップと、
該画像処理ステップで判定されたバンプの良否の情報を出力する出力ステップとを有することを特徴とするバンプ形状計測方法。
【請求項１７】
下層のプリント基板上にバンプを形成するバンプ製造工程と、
該バンプ製造工程で形成されたバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を光学的に計測してバンプの良否を判定するバンプ形状計測工程と、
バンプ形状計測工程で判定された良品のバンプが形成された下層のプリント基板上にバンプの先端部を突出させて層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
該層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜から突出されたバンプの先端部の上に上層のプリント基板を位置合せをして載せて加圧することによって下層のプリント基板と上層プリント基板との間に層間絶縁膜を挟んで前記バンプによって導通接続を行う加圧工程とを有することを特徴とする多層プリント基板の製造方法。
【請求項１８】
前記バンプ形状計測工程で計測されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報をバンプ製造工程にフィードバックすることを特徴とする請求項１７記載の多層プリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、多層プリント基板を製造する際や半導体デバイスを実装する際に基板上に形成されるバンプ形状を計測するバンプ形状計測装置及びその方法並びにバンプ形状管理を含めた多層プリント基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のプリント基板製造では、高精度化・高密度化を実現するために微細化・多層化が進んでいる。このように多層プリント基板での層間接続は、接続部にドリルやレーザなどで穴を設け、メッキにて導通を実現する方式が主流であった。しかし、近年、上記高密度化及び低コスト化に伴い、バンプを用いた接続方式が適用されつつある。
【０００３】
他方、半導体素子等に形成された突起状のバンプ電極をカメラにて撮像してその良否を画像処理により判定する技術としては、特開平１１−２６５３４号公報（従来技術１）及びオートメーションＶｏｌ．４６  Ｎｏ．４（２００１．４）（従来技術２）において知られている。
【０００４】
従来技術１には、回路部品の主面に平行に進む光線又は主面に平行な成分を有する光線から成る照明光をバンプ電極に投射し、上記照明光の上記主面に垂直方向への反射光を撮像装置に入射させ、該撮像装置から得られた検出画像データと記憶装置に予め記憶されている基準画像データとを比較し、一致の程度によってバンプ電極の良否を判定することが記載されている。
【０００５】
従来技術２には、画像からバンプ高さを計測する方法として、バンプに斜め方向からの照明を照射し、その影の長さを検出する手法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６５３４号公報（第４頁、第４図）
【０００７】
【非特許文献１】オートメーションＶｏｌ．４６  Ｎｏ．４（２００１．４）  （第１６−１７頁、第４、５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多層プリント基板を製造するために、バンプを用いた接続方式を使用する場合において、高い歩留まりを確保するためには、バンプを下層のプリント基板に形成する工程の直後に、バンプの位置及び高さやボトム径等の形状が基板全面で設計通りに製造されているかどうかをバンプ形状計測装置を用いて確認し、その結果として下層のプリント基板と上層のプリント基板とを加圧してバンプによる導通接続を行う際、導通不良を引き起こす可能性を無くする必要がある。
【０００９】
一方、このような多層プリント基板を用いた製品は、例えば、携帯電話やデジタルカメラなどの小形高密度実装を要するものが多く、製品の低価格化によりプリント基板そのもののコストも低下しているため、バンプ形状計測装置も安価で且つ高速でしかも多層プリント基板としての高い信頼性を確保するために高い計測精度が要求される。
【００１０】
しかしながら、上記従来技術１、２においてはこれらの点が十分考慮されていなかった。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、確実に導通接続するために必要なバンプのパラメータを、構成を簡単にして高速で且つ高精度に計測することができるようにしたバンプ形状計測装置及びその方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、バンプ製造装置において製造条件を制御するのに必要とするバンプに関するデータを提示できるようにしたバンプ形状計測装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の更に他の目的は、バンプを用いた接続方式の多層プリント基板を導通不良のない高信頼性で、、且つ高歩留まりで、しかもスループットを向上させて製造することができるようにした多層プリント基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、被計測対象物である複数のバンプを配置した基板を載置して走行させるステージと、該ステージにより走行される前記基板上に配置されたバンプに対して照明光を前記基板の面に対して低い傾斜角度を有する照明光軸を用いて照明する照明光学系と、該照明光学系で照明されたバンプからの反射光を前記基板の面に対して前記照明光の低い傾斜角度よりも高い傾斜角度を有する検出光軸を用いて集光してバンプの画像信号を検出する検出光学系と、該検出光学系で検出されたバンプの画像信号をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換されたバンプのデジタル画像信号を基に得られるバンプの少なくとも先端部及び基部の画像信号に基いてバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭を算出し、該算出されたバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭に基いてバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を算出する画像処理部と、該画像処理部で算出されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報を表示装置に表示させる主制御部とを備えたことを特徴とするバンプ形状計測装置及びその方法である。
【００１５】
また、本発明は、前記画像処理部において、前記算出するバンプの幾何学的特徴量として、更にバンプの基部の径を含むことを特徴とする。また、本発明は、前記画像処理部において、更に算出されたバンプの幾何学的特徴量に基いてバンプの良否を判定し、該判定結果を前記主制御部に提供することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、被計測対象物である複数のバンプを配置した基板を載置して走行させるステージと、該ステージにより走行される前記基板上に配置されたバンプに対して照明光を前記基板の面に対して低い傾斜角度を有する照明光軸を用いて照明する照明光学系と、該照明光学系で照明されたバンプからの反射光を前記基板の面に対して前記照明光の低い傾斜角度よりも高い傾斜角度を有する検出光軸を用いて集光してバンプの画像信号を検出する検出光学系と、該検出光学系で検出されたバンプの画像信号をＡ／Ｄ変換し、該Ａ／Ｄ変換されたバンプのデジタル画像信号を基に得られるバンプの少なくとも先端部及び基部の画像信号に基いてバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭を算出し、該算出されたバンプの少なくとも先端部及び基部の輪郭に基いてバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を算出し、該算出されたバンプの幾何学的特徴量に基いてバンプの良否を判定する画像処理部と、該画像処理部で判定されたバンプの良否の情報を出力する主制御部とを備えたことを特徴とするバンプ形状計測装置及びその方法である。
【００１７】
また、本発明は、前記画像処理部において、前記算出するバンプの幾何学的特徴量として、更にバンプの基部の径を含むことを特徴とする。また、本発明は、前記主制御部は、前記画像処理部で算出されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報を表示装置に表示させるように構成することを特徴とする。また、本発明は、前記主制御部において、前記表示装置に表示させるバンプの幾何学的特徴量に関する情報として、前記基板上におけるバンプの幾何学的特徴量の分布または幾何学的特徴量に対するバンプの発生頻度またはバンプの幾何学的特徴量についての経時変化であることを特徴とする。また、本発明は、更に、前記画像処理部から得られる少なくとも不良として判定されたバンプについてのＡ／Ｄ変換された画像信号を保存する画像データ保存部を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記照明光学系において、前記照明光が白色光又は５７０ｎｍ以下の波長を有する光であることを特徴とする。また、本発明は、前記検出光学系は、各バンプの反射光を集光する集光レンズと、該集光レンズで集光された各バンプの反射光を受光して画像信号に変換するリニアイメージセンサとを有することを特徴とする。また、本発明は、前記照明光学系において、前記各バンプに対して前記照明光を周囲の複数方向から照明するように構成したことを特徴とする。また、本発明は、前記照明光学系において、前記照明光として拡散照明光を照明するように構成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記リニアイメージセンサとして、各バンプの先端部に焦点を合せて受光する第１のリニアイメージセンサと、各バンプの基部に焦点を合せて受光する第２のリニアイメージセンサとで構成することを特徴とする。また、本発明は、前記照明光学系は、各バンプに対して前記リニアイメージセンサの受光領域に対応させて細帯状に照明するように構成したことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、下層のプリント基板上にバンプを形成するバンプ製造工程と、該バンプ製造工程で形成されたバンプの少なくとも位置及び高さからなる幾何学的特徴量を光学的に計測してバンプの良否を判定するバンプ形状計測工程と、バンプ形状計測工程で判定された良品のバンプが形成された下層のプリント基板上にバンプの先端部を突出させて層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、該層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜から突出されたバンプの先端部の上に上層のプリント基板を位置合せをして載せて加圧することによって下層のプリント基板と上層プリント基板との間に層間絶縁膜を挟んで前記バンプによって導通接続を行う加圧工程とを有することを特徴とする多層プリント基板の製造方法である。
【００２１】
また、本発明は、前記バンプ形状計測工程で計測されたバンプの幾何学的特徴量に関する情報をバンプ製造工程にフィードバックすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、確実に導通接続するために必要なバンプのパラメータを、構成を簡単にして高速で且つ高精度に計測することができる効果を奏する。
【００２３】
また、本発明によれば、バンプ製造装置において製造条件を制御するのに必要とするバンプに関するデータを提示できるようにしたバンプ形状計測装置を実現することが可能となる。
【００２４】
また、本発明によれば、計測されたバンプの高さ分布や位置ずれを逐次、バンプ製造装置にフィードバックすることにより、バンプを用いた接続方式の多層プリント基板を導通不良のない高信頼性で、且つ高歩留まりで、しかもスループットを向上させて製造することができる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
近年のプリント基板製造では、高精度化・高密度化を実現するために微細化・多層化が進んでいる。特にノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話用のプリント基板分野では、部品の高実装密度と共に基板上の配線及び基板層間の接続も高密度・微細化している。
【００２７】
そこで、このように高密度化及び低コスト化に伴い、図１に示すようなバンプを用いた接続方式が適用されつつある。まず、図１（ａ）に示すように、配線が形成された下層のプリント基板１７０上の上層の基板に接続する点に、銀や銅等の２００μｍ程度の高さを有する擬似円錐形状のバンプ１７１を形成する。当然、下層のプリント基板１７０上において、バンプ１７１が形成される位置には、配線に接続されたパッドが形成されることになる。このバンプ１７１は銀や銅等の粒子を溶剤でペースト状にして銀又は銅等のペーストをスクリーン印刷等で印刷し、乾燥させることによって形成される。その他、銀又は銅等のペーストを下層のプリント基板１７０上に塗布し、乾燥させたあとフォトプロセスを用いてエッチングによって形成することも可能である。
【００２８】
この段階において、バンプ１７１が下層のプリント基板１７０および上層のプリント基板１７３と確実に導通接続でき、且つ隣同士が短絡しないようにするためには、即ち、導通不良を引き起こす可能性を無くすためには、擬似円錐形状のバンプ１７１の少なくとも高さ、基部における直径及びＸＹ方向の位置等が、所望の範囲内にある必要がある。そのため、図１（ｂ）に示すバンプ形状計測工程１００において、バンプの少なくとも高さ、基部の直径及びＸＹ方向の位置等が基板全面において設計通りに製造されているかどうかの確認をするために、本発明に係るバンプ形状計測装置を用いて計測し、全てのバンプが良品であるＯＫの下層のプリント基板１７０は、次工程へ送り込まれることになる。他方、不良品のバンプが存在するＮＧの下層のプリント基板１７０は廃棄または不良品のバンプを修正することになると共に、スクリーン印刷等の製造条件又は設計にフィードバックされてその後製造されるバンプは良品に改善されることになる。
【００２９】
次工程では、図１（ｃ）に示すように、良品のバンプ１７１で形成された下層のプリント基板１７０の上に例えばポリイミド膜等の層間絶縁膜１７２を塗布又はシート状にして載せ、シート状の層間絶縁膜１７２の場合には圧力を付与することによって穴が開けられてバンプの先端部が層間絶縁膜１７２から僅か突出した状態のものが得られることになる。この際、層間絶縁膜１７２の厚さは、バンプの先端部が層間絶縁膜１７２から僅か突出するように決定される。層間絶縁膜１７２を塗布する場合には、エッチング等を行ってバンプの先端部に付着した樹脂膜を除去する必要がある。
【００３０】
次に、図１（ｄ）に示されるように、配線およびバンプ１７１を接続するためのパッドが形成された上層のプリント基板１７３は、下層のプリント基板１７０との間でＸＹ方向に位置決めされてバンプの先端部の上に載せられることになる。
【００３１】
次に、図１（ｅ）に示されるように、上層のプリント基板１７３を、下層のプリント基板１７０と併せ加圧することにより、バンプが圧縮されて上層のプリント基板１７３との導通接続が実現されることになる。以上により、下層のプリント基板１７０と上層プリント基板１７３との間において層間絶縁膜１７２に埋め込まれた良品のバンプにより導体接続が可能となる。
【００３２】
次に、図１（ａ）〜図１（ｅ）に示す工程を繰返すことにより、微細化・多層化された多層プリント基板を高歩留まりで製造することが可能となる。
【００３３】
このようなバンプによる接続方法では、従来の穴加工メッキによる接続に比べて、微細化・低コスト化が期待できる。
【００３４】
次に、バンプ形状計測工程１００において用いられる本発明に係るバンプ形状計測装置の実施の形態について説明する。
【００３５】
図２は、本発明に係るバンプ形状計測装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【００３６】
被測定対象であるバンプ１７１が多数形成されたプリント基板（基板）１は、ＸＹＺの３方向に移動可能なステージ２上に吸着搭載される。このようにステージ２がプリント基板１を吸着保持するのは、プリント基板１の反りを無くすためである。このように反りはなくなり、しかもバンプ１７１の高さは約２００μｍ程度であるため、プリント基板１の表面に対する集光レンズ６の自動合焦点制御系を設けなくてもよい。勿論自動合焦点制御系を設けることによって、プリント基板１の厚さが変動しても、同じバンプの画像を集光レンズ６により画像検出カメラ７に結像させることが可能となる。さらに、例えばハロゲンランプ等の光源３から出射された白色光は、光ファイバ５を介して、照明レンズ系４に入射される。照明光学系としては、光源３、光ファイバ５及び照明レンズ系４によって構成される。プリント基板１には銅等の配線パターンが形成され、バンプ１７１として銀バンプの場合、バンプ１７１から背景よりも高コントラストの画像を得るためには、照明光の波長としては５７０ｎｍ（緑）以下の短い波長がよい。勿論、このように上記波長成分を多く含んでいる上記白色光でも良い。要するに、照明光として白色光または５７０ｎｍ以下の波長の光を用いることによって背景に対してバンプを顕在化することが可能となる。照明レンズ系４は、図３の拡大図２２０中に示すように、プリント基板１に対して垂直方向のみを細帯状光束（スリット状光束）２３１に集光する例えばシリンドリカルレンズで構成される。そして、照明レンズ系４は、プリント基板１に対してαが３０度程度以下の低角度で照明光１４を照射する。ところで、バンプ１７１はプリント基板１上に高密度に配置される関係で、照明角度（照明主光線が向いている照明光軸の角度）αを低角度にしすぎると隣のバンプとの影響が出てくることになる。このように照明光１４を３０度程度以下の低角度αで照明することにより、パッドを含めてプリント基板１の表面での反射の多くは正反射となるため集光レンズ６に入射されずに背景として暗く検出され、バンプ１７１の表面での散乱光の多くは正反射光に近いため集光レンズ６に入射されて明るく検出されることになる。このようにバンプ１７１の表面からの反射散乱強度が強まるため、背景となるプリント基板１とのコントラストが高くなり、バンプ１７１のみを顕在化することが可能となる。
【００３７】
照明光１４により照明されたバンプ１７１の表面からの反射散乱光の多くが集光レンズ６に入射することによって、暗い背景上に明るい顕在化されたバンプ１７１の画像が例えばＣＣＤリニアセンサからなる画像検出カメラ７で撮像される。画像検出カメラ７は、バンプ１７１の高さ情報をより多く含んだ画像を撮像するために、バンプ１７１に対して検出光軸の角度β傾斜させてあり、例えばβ＝３０〜５０度程度の角度でバンプの画像を検出する。検出光軸は集光レンズ６の光軸が該当することになる。また、画像検出カメラ７は、例えばＣＣＤリニアセンサであり、ステージ制御部１２及び主制御部１３を介し、図３の拡大図２２０中に記載したようにＣＣＤリニアセンサの撮像領域(撮像視野)２４１が矢印で示すステージ２の走査と同期して連続的に移動して画像検出エリア２０１の画像信号を検出する。このとき、ステージ制御部１２は、ＸＹＺステージ２に設けられた変位計で計測されたＸＹＺの変位が入力されるので、主制御部１３に対してＸＹＺステージの変位量が提供される。そして、画像検出カメラ７で検出された画像信号８は、画像処理部９に送られる。画像処理部９は、検出した画像信号８をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部９１と、該Ａ／Ｄ変換された濃淡値(階調値)画像信号Ｆ（ｘ，ｙ）２０２を記憶する画像メモリ９２と、該画像メモリ９２に記憶された濃淡値画像信号Ｆ（ｘ，ｙ）２０２からバンプの配列設計データに基づいてバンプ毎の濃淡値画像信号［Ｐ１（ｉ，ｊ）〜Ｐｎ（ｉ，ｊ）］（検出画像中からバンプが含まれる領域のみ画像）２０４を切り出す切り出し回路９３と、該切り出し回路９３によってバンプ毎に切り出された濃淡値画像信号［Ｐ１（ｉ，ｊ）〜Ｐｎ（ｉ，ｊ）］２０４を基にバンプの高さ、ボトム部(基部)の直径、その中心位置等の幾何学的形状データを算出し、該算出されたバンプの幾何学的形状データを判定基準と比較して良否の判定を行い、上記算出されたバンプの幾何学的形状データや良否の判定結果等を主制御部１３に出力する主画像処理部９４とで構成される。画像データ保存部１１は、主制御部１３から得られる少なくとも不良バンプについての濃淡値画像信号Ｐｋ（ｉ，ｊ）が画像メモリ９２から切り出し回路９３によって切り出されて長期間保存されることになる。従って、主制御部１３は、不良バンプについての濃淡値画像信号Ｐｋ（ｉ，ｊ）をユーザの要求に応じて表示装置２０に再表示することが可能となる。また、主制御部１３は、画像データ保存部１１に保存された少なくとも不良バンプについての濃淡値画像信号Ｐｋ（ｉ，ｊ）についてバンプ製造装置１１１へ提供することが可能となる。
【００３８】
なお、切り出し回路９３は、プリント基板上に形成された全てのバンプについて必ずしも切り出す必要はなく、代表とされるバンプについて切り出せばよい。代表されるバンプは、例えば、図４（ａ）に示すように表示装置２０の画面に表示させた過去に計測された結果を用いて指定することによって得られる。また、代表されるバンプは、製造条件により計測レシピとして指定することも可能である。
【００３９】
また、表示装置２０は、様々な計測結果や計測レシピ、計測条件等を表示するものである。
【００４０】
入力装置２１は、被計測対象物に関する計測レシピ（図５に示すように、例えば、ＣＡＤシステム１１０から得られる、プリント基板１の種類を含むプリント基板１に関する設計データおよびバンプの種類も含むプリント基板上に配列される設計データ１１６（例えばスクリーン印刷する印刷パターンが対応する。）並びにバンプ製造装置１１１から得られるバンプの製造条件１１５）、計測条件（例えば、バンプの良否を判定する判定基準又は良品バンプ及び不良バンプの指定）、並びに計測結果を表示又は出力する表示又は出力モードの選択指令を入力するものである。
【００４１】
出力装置２２は、図５に示すバンプ製造装置１１１やＣＡＤシステム１１０等にフィードバックするネットワーク等も含むものである。
【００４２】
次に、本発明に係るバンプ形状計測の処理の流れを図３を用いて説明する。初めに、主制御部１３は、入力装置２１を用いて入力されたプリント基板のバンプ配置データを基に、被計測対象であるバンプ１７１が配置されている領域が効率よく検出できるように画像検出エリア２０１を設定する。プリント基板１を吸着保持したステージ２は、主制御部１３からの指令に基づくステージ制御部１２の制御により、指定された順に、画像検出カメラ７のリニアセンサの撮像領域２４１が画像検出エリア２０１を走査して撮像するようにＸＹ方向に移動する。同時に、照明レンズ系４により、白色光または５７０ｎｍ以下の波長の光を、移動方向から、３０度程度以下の低角度αで、上記撮像領域２４１が照射されるようにスリット状光束２３１にして照射する。その結果、画像検出カメラ７からステージ走査に同期して得られた画像信号をＡ／Ｄ変換部９１でデジタル画像信号に変換して画像信号２０２として画像メモリ９２に記憶する。次に、切り出し回路９３は、画像メモリ９２に記憶された画像信号２０２から、主制御部１３から得られるバンプ位置ＣＡＤデータ（バンプ配置データ）２０３を参照することにより、１つのバンプのみの画像データＰｋ（ｉ，ｊ）２０４を抽出(切り出し)する。このように切り出し回路９３で１つのバンプのみの画像データＰｋ（ｉ，ｊ）２０４を抽出(切り出し)するようにしたのは、主画像処理部９４において画像処理をし易くしたものであり、バンプ毎にボトム位置並びに高さ及びボトム径が求まるのであれば必ずしも必要としない。次に、主画像処理部９４は、抽出された１つのバンプ画像データＰｋ（ｉ，ｊ）２０４に対して画像処理アルゴリズムを適用する。画像検出カメラ７は、移動方向であって、４５度程度の傾斜角度βで撮像しているため、１つのバンプからは背景（パッド及びプリント基板１の表面）を暗部とした明部からなる画像データＰｋ（ｉ，ｊ）２０４が得られることになる。そのため、該画像データＰｋ（ｉ，ｊ）に対してある閾値で２値化することによってバンプのエッジ(輪郭)座標データが得られることになる。また、上記画像データＰｋ（ｉ，ｊ）に対して微分処理してピークの座標を求めることによってバンプのエッジ（輪郭）座標データを得ることが可能となる。次に、画像データ上において、例えば、バンプ先端部のエッジ点の集合（輪郭）２０５から２次近似曲線又は楕円近似曲線２０８を算出し、バンプの基部の底部及び稜線のエッジ点の集合（輪郭）２０６、２０７ａ、２０７ｂから２次近似曲線又は楕円近似曲線２０９、２１０ａ、２１０ｂを算出することにより、バンプを３０〜５０度程度の傾斜角度βから見たときの２次元の幾何学形状を安定して検出できることになる。これら算出された曲線２０８の最上点から曲線２０９の最下点との間の距離を算出することによって、画像データ上でのバンプの高さＨを求めることが可能となる。また、算出された曲線２０９と曲線２１０ａ、２１０ｂとの交点との間の距離を算出することによって、画像データ上でのボトム径(基部の直径)Ｄを求めることが可能となる。また、算出された曲線２０９と曲線２１０ａ、２１０ｂとの交点座標の中点座標を求めることによって基部の中心位置２１２として���バンプの位置座標を求めることが可能となる。実際のバンプの高さ寸法、ボトム径の寸法を求めたい場合には、検出角度β成分による補正係数を掛算すればよい。補正係数の求め方としては、代表するバンプについて実際に計測工具を用いて計測された結果と上記のように画像データ上で計測されたバンプの高さＨ及びボトム径Ｄとに基いて算出することが可能である。
【００４３】
以上説明したように、バンプ１７１が下層のプリント基板１７０および上層のプリント基板１７３と確実に導通接続でき、且つ隣同士が短絡しないようにすることを確認することができるように、バンプ１７１の形状が擬似円錐形状であるため、バンプ形状計測装置の計測結果として少なくとも必要とするバンプの高さＨ、バンプのボトム径Ｄ及びバンプの位置２１２が得られることになる。これらバンプの高さＨ、バンプのボトム径(基部の直径)Ｄ及びバンプのボトム（基部）位置２１２が得られることによって、導通不良が発生しないバンプの良否を判定することが可能となる。バンプの高さＨ及びバンプのボトム（基部）位置２１２は、上層のプリント基板１７３のパッドとの導通接続を確実にするためである。バンプのボトム径Ｄ及びバンプのボトム（基部）位置２１２は、下層のプリント基板１７０のパッドとの導通接続を確実にするためである。バンプの幾何学的形状としては、その外、先端部の形状（擬似円錐角度）および体積が考えられる。先端部の形状（擬似円錐角度）は、算出された２次近似曲線又は楕円近似曲線２０８から求めることは可能である。体積は、ボトムの直径、高さおよび先端部の形状（擬似円錐角度）を元に求めることが可能である。しかしながら、バンプ１７１をスクリーン印刷して形成する場合には、バンプの高さと先端部の形状（擬似円錐角度）とは相関が有ることが分かっているので、バンプの高さ情報で良否の判定をすれば通常は十分である。
【００４４】
次に、主制御部１３が行うバンプ形状計測結果の表示装置２０や出力装置２２等への出力形態について説明する。図４（ａ）は、主制御部１３が計測した結果データとして、プリント基板上の各バンプの幾何学的特徴量である高さ、ボトム径、ボトム位置等の分布１２０として表示装置２０の画面に表示したものである。該分布１２０は、設計値からの変位量に従って各バンプ１２１の色又は濃淡又は形状を変化させたものである。また、主制御部１３は、同時に、高さ、ボトム径、ボトム位置の各々の不良に区分けして不良と判定されたバンプを表示装置２０の画面に表示することも可能である。このように不良のカテゴリ毎（高さ、ボトム径、ボトム位置）に区分けして不良と判定されたバンプを表示することにより、不良発生要因を見出すことが容易となる。
【００４５】
また、図４（ｂ）は、主制御部１３が計測した結果データとして、プリント基板上の各バンプの幾何学的特徴量である高さ、ボトム径、ボトム位置等の分布１３０を３次元ベクトル１３１で表示装置２０に表示したものである。このように、計測結果をプリント基板上の分布状態で示すことにより、図１（ａ）に示すバンプ製造工程での状態を容易に把握することが可能となる。
【００４６】
このように、図４（ａ）及び（ｂ）は、バンプの幾何学的特徴量（高さ、ボトム径、ボトム位置等）に関する情報として、プリント基板上におけるバンプの幾何学的特徴量の分布１２０、１３０を表示したものである。
【００４７】
また、図４（ｃ）は、主制御部１３が計測した結果データとして、プリント基板全体または特定領域毎に、横軸にバンプの高さ、ボトム径又は位置等の設計値からのずれ量をとり、縦軸に頻度(個数)をとったヒストグラム１４０を表示装置２０に表示したものである。このようにヒストグラム１４０を表示することにより、プリント基板全体または特定領域毎に良否を判定する判定基準（設計公差）１４１内の個数及びその分布を把握することができるので、例えば計測レシピとしての判定基準（設計公差）の設定の見直しをすることが可能となる。なお、ヒストグラム表示をする際、図４（ａ）、（ｂ）に示すバンプの変位量の分布または３次元ベクトルをヒストグラム表示と並べて表示してもよい。このようにすることによって、バンプの高さ、ボトム径又は位置等によってバラツキを大きくしている要因を見つけ出すことが可能となる。
【００４８】
このように、図４（ｃ）は、バンプの幾何学的特徴量（高さ、ボトム径、ボトム位置等）に関する情報として、プリント基板上における幾何学的特徴量に対するバンプの発生頻度１４０を表示したものである。
【００４９】
以上説明した図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す画面をバンプ製造装置（例えばスクリーン印刷機）毎に表示をすれば、バンプ製造装置の機差を把握することが可能となる。
【００５０】
また、図４（ｄ）は、例えば図４（ａ）に示す画面を表示装置２０で表示した状態で入力装置２１を用いてある領域を指定することによって、指定された領域において画像データ保存部１１に保存されたバンプそのものの画像と該画像から主画像処理部９４において算出されたバンプのエッジ（輪郭）を補助線で付加したものを表示装置２０に表示したものである。このようにエッジに補助線が付加されたバンプの画像が表示されるので、実際のバンプの状態を観察することが可能となる。検出されるバンプの画像は、背景に対して高いコントラストが得られるので、必ずしも補助線を表示する必要がない。
【００５１】
また、図４（ｅ）は、例えば図４（ａ）に示す如く不良バンプを示す画面を表示装置２０で表示した状態で入力装置２１を用いて不良バンプを指定することによって、主制御部１３が画像データ保存部１１に保存された画像の中から上記指定された不良バンプの画像１５０を選び出して表示装置２０に表示したものである。このように不良バンプの画像を表示することにより、良否判定等の計測レシピが正しく行なわれているかを確認することが可能となる。
【００５２】
また、図４（ｆ）は、主制御部１３が記憶装置２３に記憶されるパンプ形状計測結果の経時変化をプリント基板単位又はロット単位で算出し、該算出された経時変化を表示装置２０の画面に表示したものである。即ち、図４（ｆ）は、バンプの幾何学的特徴量（高さ、ボトム径、ボトム位置等）に関する情報として、バンプの幾何学的特徴量についての経時変化を表示したものである。経時変化を算出するバンプ形状計測結果としては、バンプの高さ、ボトム径、ボトム位置等の平均値やバンプの高さ、ボトム径、ボトム位置等のバラツキが考えられる。このようにバンプの形状の経時変化を出力することによって、例えばスクリーン印刷の場合目詰まり等が生じて経時変化が徐々に増加して判定基準（設計公差）内に近づく場合を把握することができ、多量に不良バンプが発生する前に、事前に警告(アラーム)を出して事前対策をすることが可能となる。また、この経時変化をバンプ製造工程にフィードバックすることによって、バンプの製造条件の変化と対応させることによって、不良を発生させる製造条件を探すことが可能となる。
【００５３】
以上説明した構成の図５に示すバンプ形状計測装置１１２は、バンプの製造プロセスの状態をモニタリングすることが可能となる。即ち、バンプ形状計測装置１１２は、主制御部１３が、バンプ形状計測結果として例えば、プリント基板１上の特定の領域でバンプ高さ、ボトム径等が設計許容値（判定基準）よりも不足していると判定した場合には、その領域へのバンプ材料の供給量が不足しているなどのアラーム情報を出力し、該出力結果１１３をネットワーク等の出力装置２２を介してバンプ製造装置１１１に提供することよってバンプ製造装置１１１においてアラームを発することが可能となる。このように、バンプ形状計測装置１１２の主制御部１３は、記憶装置２３や画像データ保存部１１に記憶されたバンプ計測結果をバンプ製造装置（例えばスクリーン印刷機）１１１での製造条件（環境（温度、湿度、気圧）、材料（種類、溶媒の濃度）、装置Ｎｏ．）へのフィードバック１１３をすることによってバンプ製造装置１１１において上記製造条件を制御することにより、安定したバンプ製造を行うことが可能となる。
【００５４】
また、バンプ製造装置１１１へフィードバックしても改善されない場合には、バンプ形状計測装置１１２は、バンプの形状計測結果１１４をＣＡＤシステム１１０に提供することによって、ＣＡＤシステム１１０はより安定したバンプの配置(密度)等への設計条件変更の支援を行うことも可能である。この場合、バンプ形状計測装置１１２は、図４（ｃ）に示すように計測対象項目のヒストグラムなどにより、設計公差(判定基準)１４１内の個数及びその分布を把握することにより、設計公差の設定を見直すことが容易となる。また、バンプ製造装置１１１は、バンプ製造条件を制御しても不良発生が改善されない場合には、バンプ製造条件を元に不良発生しない設計条件１１７を見出してそれをＣＡＤシステム１１０に対してフィードバックすることによって設計変更することになる。
【００５５】
次に、本発明に係るバンプ形状計測装置における照明光学系の第２の実施例について図６及び図７を用いて説明する。即ち、第２の実施例において、図２に示す第１の実施例と相違する点は、被計測対象物であるプリント基板１上のバンプ１７１に対して、複数方向である少なくとも２方向から照明する２つの照明光学系（照明素子）３０２及び３０３を設けたことにある。２つの照明光学系３０２及び３０３の仰角αは検出レンズ(集光レンズ)６の角度βよりも低い角度、例えば１０度程度であり、両照明間の角度γは１８０度よりも狭い角度、例えば１５０度程度である。なお、照明光学系としては、２つ以上の複数であってもよいことは明らかである。この様子を図７を用いて説明する。図７は図６の照明系斜視図を上方から見た図である。対象バンプ１７１に対して左右方向から照明系３０２及び３０３にて照明する。これにより、バンプ全体が照明され、かつ、仰角αが検出光学系６よりも低い角度であるため、検出レンズ６はバンプの高さ情報を持つ部分のみを背景に対して顕在化して検出できることになる。このように２方向から照明することにより、擬似円錐形状を有するバンプ１７１の稜線を背景に比べて著しく明るくすることができることになる。
【００５６】
次に、本発明に係るバンプ形状計測装置における照明光学系の第３の実施例について図８及び図９を用いて説明する。即ち、第３の実施例において、第１及び第２の実施例との相違点は、照明素子又は照明光学系５０１の前方に拡散レンズ５０２を設置し、照明素子又は照明光学系５０１からの照明光を水平方向へ広げ、拡散光５０３をバンプ１７１の前面だけでなく、側面にも照射するようにしたものである。照明素子又は照明光学系５０１の仰角αは検出レンズ６よりも低い角度、例えば１０度程度である。図９は図８の照明系斜視図を上方から見た図である。被計測対象のバンプ１７１に対して検出レンズ６の方向から照明素子又は照明光学系５０１及び拡散レンズ５０２にて照明する。これにより、バンプ全体が照明され、かつ、仰角αが検出レンズ６よりも低い角度であるため、検出レンズ６はバンプの高さ情報を持つ部分のみが背景に対して顕在化して検出される。
【００５７】
次に、本発明に係るバンプ形状計測装置における検出光学系の第２の実施例について図１０及び図１１を用いて説明する。即ち、第２の実施例において、図２に示す第１の実施例との相違点は、バンプ１７１の先端部に焦点を合せた結像レンズ７０３及びリニアセンサカメラ（例えばＣＣＤリニアイメージセンサ）７０４と、バンプ１７１のボトム（基部）に焦点を合せた結像レンズ７０５及びリニアセンサカメラ（例えばＣＣＤリニアイメージセンサ）７０６とを設けたことに有る。このように構成することによって、リニアセンサカメラ７０４はバンプ１７１の先端部について鮮明な画像が撮像されることになり、リニアセンサカメラ７０６はバンプ１７１のボトムについて鮮明な画像が撮像されることになる。即ち、被計測対象である基板１上のバンプ１７１に対して、照明光学系の第１〜第３の実施例により上記角度αで照明を行う。検出レンズ７０１（６）は、図２に示す検出光学系の第１の実施例と同様の仰角βで設置されている。検出レンズ７０１にて検出されたバンプからの反射光７０７は、分岐光学系７０２で第１の光７０８と第２の光７０９とに分離される。第１の光７０８は結像レンズ７０３でリニアセンサカメラ７０４上に結像する。また、同様に第２の光７０９は結像レンズ７０５でリニアセンサカメラ７０６上に結像する。図１１（ａ）は結像レンズ７０３によりリニアセンサカメラ７０４でバンプ１７１の先端部を合焦点状態にして撮像する様子を示し、図１１（ｂ）は結像レンズ７０５によりリニアセンサカメラ７０６でバンプのボトム部を合焦点状態にして撮像する様子を示す。視野８０１はリニアセンサカメラ７０４で撮像する視野を示す。そして、リニアセンサカメラ７０４は検出可能エリア８０３中において検出位置８０５に走査されたときにはバンプの先端部を撮像するため、バンプの先端部が合焦点となるように結像レンズ７０３が調整されている。また、視野８０２はリニアセンサカメラ７０６で撮像する視野を示す。そして、リニアセンサカメラ７０６は検出可能エリア８０４中において検出位置８０６に走査されたときにはバンプのボトム部を撮像するため、バンプのボトム部が合焦点となるように結像レンズ７０５が調整されている。このように、異なる焦点面で画像を検出することにより、検出レンズ７０１（６）の拡大率を大きくしてバンプ１７１の形状の計測精度を向上させた場合でも、焦点深度不足による画像ボケを防ぐことができる。当然、バンプ１７１の高さが高くなった場合でも、バンプの先端部とバンプのボトム部の各々に合焦点状態にして撮像されるため、バンプの形状を正確に高い分解能で検出することができ、その結果バンプの形状の計測精度を向上させることが可能となる。
【００５８】
次に、本発明に係るバンプ形状計測装置における検出光学系の第３の実施例について図１２及び図１３を用いて説明する。即ち、第３の実施例において、第２の実施例と相違する点は、結像レンズ９０１によって結像されるバンプ１７１の先端部の画像をリニアセンサ素子９０２で撮像し、結像レンズ９０１によって結像されるバンプ１７１のボトム（基部）の画像をリニアセンサ素子９０３で撮像することにある。即ち、リニアセンサ素子９０２の受光面はバンプの先端部が合焦点状態になるように設けられ、リニアセンサ素子９０３の受光面はバンプのボトム部が合焦点状態になるように設けられている。図１３にはリニアセンサ素子９０２及び９０３が撮像する様子を示す。視野１０１はリニアセンサ素子９０２及び９０３で撮像する視野を示す。検出可能エリア１０２においてリニアセンサ素子９０２でバンプの先端部を含むライン１０３からの画像を取得するように構成し、リニアセンサ素子９０３でバンプのボトム部を含むライン１０３からの画像を取得するように構成した。このように第３の実施例でも同様に異なる焦点面で画像を検出するので、第２の実施例と同様な効果が得られる。
【００５９】
次に、本発明に係るバンプ形状計測装置の第２の実施の形態について図１４、図１５及び図１６を用いて説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対してプリント基板１０上に形成されたスルーホール（穴）の検査もできる照明光学系および検出光学系を追加したものである。被計測対象のプリント基板１０の一つとしては、図１に示す方法で製造された図１６（ａ）に示す多層プリント基板に対して、図１６（ｂ）に示すようにバンプが形成されていない領域にドリルやレーザ加工でスルーホール(穴)１８０が考えられる。また、被計測対象のプリント基板１０の他のものとしては、通常のスルーホールが形成されたプリント基板であっても良い。
【００６０】
即ち、第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対して、例えば上方から多層プリント基板１０にリング状照明を行う照明光学系１７と、上方から多層プリント基板１０から得られる反射光を集光する検出レンズ１６および該検出レンズ１６から得られる多層プリント基板１０のパターン（スルーホール）１８０の光像を受光する検出カメラ１５で構成される検出光学系とを追加し、多層プリント基板１０の画像を上方からも検出可能な構成としたものである。このような構成とすることで、画像処理部９はリニアセンサカメラ７；７０４，７０６；９０２，９０３から検出される画像信号８からプリント基板１に形成されたバンプ１７１の位置及び形状を計測でき、更に画像処理部９は検出カメラ１５から得られる画像信号１８から多層プリント基板１０内に加工されたスルーホール（穴）１８０の位置及び形状も計測することが可能となる。
【００６１】
次に、第２の実施の形態の活用例について図１５を用いて説明する。被計測対象であるバンプが実装されたプリント基板１に対して、バンプ１７１の位置及び形状を、リニアセンサカメラ７；７０４，７０６；９０２，９０３から検出される画像信号８に基いて画像処理部９及び主制御部１３で計測する。また、穴あけ後の多層プリント基板１０に対して、穴１８０の位置及び形状を、検出カメラ１５から得られる画像信号１８に基いて画像処理部９及び主制御部１３で計測する。検出カメラ１５は、円形の穴部が暗部で、その周辺が明部の画像信号で検出されるので、主画像処理部９４において、例えばＡ／Ｄ変換されて画像メモリ９２に記憶された穴近傍領域（穴毎に切り出されたものでもよい）の画像信号をＸ軸方向及びＹ軸方向に投影し（画素信号を積分し）、Ｙ軸方向の両エッジ間の距離でＹ軸方向の直径を求め、その中心位置を求めることによりＹ軸方向の位置座標を求め、Ｘ軸方向の両エッジ間の距離でＸ軸方向の直径を求め、その中心位置を求めることによりＸ軸方向の位置座標を求めることができる。
【００６２】
主制御部１３は、両者の位置情報を、記憶装置２３に計測手段(図示せず)で計測されて記憶された基準マーク位置を基準にして比較することにより、バンプ状態の計測結果１５５であるプリント基板１上におけるバンプの位置１５６と穴あけ状態の計測結果１５７である多層プリント基板１０上における穴の位置１５８との相関が得られ、多層プリント基板１０上での両者の位置ずれ量を容易に把握することが可能となる。なお、基準マークは、プリント基板１および多層プリント基板１０の両方に形成されているものとする。
【００６３】
このように、計測された多層プリント基板１０の穴１８０には、図１６（ｃ）に示すようにその後メッキ等によってスルーホール導体１８１が形成されることになる。従って、高密度に導体（バンプ１７１やスルーホール導体１８１）が配置される場合において、例えば、スルーホール導体に最も接近しているバンプとの距離を確認することによって、短絡もしくは短絡に近い状態を無くすことが可能となる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、プリント基板上にバンプを製造する方法および製造ラインにおいて、短時間で簡便に、またバンプの幾何学形状分布を計測することができる。このため、例えば、バンプ形成後に計測を行い、バンプの高さ分布や位置ずれを逐次、バンプ製造装置にフィードバックすることにより、バンプ製造工程での装置管理およびプロセス管理を安定して行うことが可能となる。また、バンプ計測データを設計データと比較することにより、製造・シミュレーションの精度向上に有用であり、バンプ形状の設計変更の最適化を行うことも可能となる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、バンプによる接続方法で多層プリント基板を製造する際、高信頼性を有する多層プリント基板を高歩留まりで製造することができ、しかもスループットの向上が可能となり、工程全体のスループット向上が図れる。
【００６６】
なお、バンプとしては、プリント基板上に実装されるものについて説明したが、この他、半導体ウェハや半導体チップ上に実装されるものや、ボール形状バンプ等も含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係るバンプ接続方法を用いた多層プリント基板の製造プロセスの一実施の形態を説明するための図である。
【図２】本発明に係るバンプ形状計測装置の第１の実施の形態を示した構成図である。
【図３】図２に示す検出光学系によって検出される画像信号および画像処理部での画像処理を説明するための図である。
【図４】本発明に係るバンプ形状の計測結果を表示した画面を示す図で、（ａ）はバンプの幾何学的特徴量の分布を色、濃淡、形状等で表示した図であり、（ｂ）はバンプの幾何学的特徴量の分布を３次元ベクトルで表示した図であり、（ｃ）は幾何学的特徴量に対するバンプの頻度（個数）をグラフにしたヒストグラムを表示した図であり、（ｄ）は検出されたバンプの画像信号に補助線を付加して表示した図であり、（ｅ）不良バンプの検出画像を表示した図であり、（ｆ）はバンプの幾何学的特徴量の経時変化を表示した図である。
【図５】本発明に係るバンプ形状計測装置をバンプ製造装置およびＣＡＤシステムに適用した場合を説明するための図である。
【図６】図２に示す照明光学系の第１の実施例と異なる第２の実施例を示す斜視図である。
【図７】図６に示す照明光学系の第２の実施例の平面図である。
【図８】照明光学系の第１及び第２の実施例と異なる第３の実施例を示す斜視図である。
【図９】図８に示す照明光学系の第３の実施例の平面図である。
【図１０】図２に示す検出光学系の第１の実施例と異なる第２の実施例を示す正面図である。
【図１１】（ａ）は図１０に示す検出光学系でバンプの先端部に焦点を合せて第１のリニアイメージセンサが撮像する状態を示す図であり、（ｂ）は図１０に示す検出光学系でバンプの基部に焦点を合せて第２のリニアイメージセンサが撮像する状態を示す図である。
【図１２】検出光学系の第１及び第２の実施例と異なる第３の実施例を示す正面図である。
【図１３】図１２に示す検出光学系でバンプの先端部に焦点を合せて第１のリニアイメージセンサが撮像し、バンプの基部に焦点を合せて第２のリニアイメージセンサが撮像する状態を示す図である。
【図１４】本発明に係るバンプ形状計測装置の第２の実施の形態を示した構成図である。
【図１５】図１４に示すバンプ形状計測装置で行うバンプ形状計測及び穴形状計測を説明するための図である。
【図１６】図１４に示すバンプ形状計測装置で計測する被計測対象となる多層プリント基板の製造プロセスを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…プリント基板（基板）、２…ＸＹＺステージ（ステージ）、３…光源、４…照明レンズ系、５…光ファイバ、６…集光レンズ、７…画像検出カメラ、８…画像信号、９…画像処理部、１０…多層プリント基板、１１…画像データ保存部、１２…ステージ制御部、１３…主制御部、１４…照明光、１５…上方検出カメラ、１６…上方検出レンズ、１７…照明光学系、２０…表示装置、２１…入力装置、２２…出力装置、２３…記憶装置、９１…Ａ／Ｄ変換部、９２…画像メモリ、９３…切り出し回路、９４…主画像処理部、１００…バンプ形状計測工程、１１０…ＣＡＤシステム、１１１…バンプ製造装置、１１２…バンプ形状計測装置、１１６…設計データ、１２０、１３０…バンプの幾何学的特徴量の分布、１３２…実バンプ画像表示、１３３…実バンプ及び検出エッジ補助線、１４０…幾何学的特徴量に対する頻度分布（ヒストグラム）、１５０…不良バンプ検出画像、１７０…下層のプリント基板、１７１…バンプ、１７２…層間絶縁膜、１７３…上層のプリント基板、１８０…スルーホール（穴）、１８１…スルーホール導体、２０１…ステージ走行とリニアイメージセンサによるスキャンエリア区分、２０２…濃淡値画像信号Ｆ（ｘ，ｙ）（ステージ１走行による１スキャンエリア画像信号）、２０３…バンプ位置ＣＡＤデータ、２０４…バンプ毎の濃淡値画像信号［Ｐ１（ｉ，ｊ）〜Ｐｎ（ｉ，ｊ）］、２０５…バンプ先端部エッジ点、２０６…バンプ基部の底部のエッジ点、２０７ａ、２０７ｂ…バンプ基部の稜線のエッジ点、２０８…バンプ先端部近似曲線、２０９…バンプ基部の底部の近似曲線、２１０ａ、２１０ｂ…バンプ基部の稜線の近似曲線、２１２…バンプ基部の中心位置、２２０…拡大図、２３１…細帯状光束（スリット状光束）、２４１…撮像領域（撮像視野）、３０２、３０３…照明光学系（照明素子）、５０１…照明光学系（照明素子）、５０２…拡散レンズ、７０１…検出レンズ、７０２…ハーフミラー、７０３、７０５…結像レンズ、７０４、７０６…リニアセンサカメラ、９０１…結像レンズ、９０２、９０３…リニアイメージセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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